Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В современном мире, метро - один из самых комфортных, быстрых и доступных средств для передвижения в городской среде. Культура использования метро зародилась в Великобритании и на текущий момент времени миллионы жителей нашей планеты ежедневно пользуются данным видом общественного транспорта. С развитием информационных технологий, мобильные устройства стали неотъемлемой составляющей жизни современного человека. Данная работа посвящена разработке мобильного сервиса для навигации в метро. Во введении определим актуальность, объект и предмет исследования, сформулируем основную цель работы, поставим задачи, определим методы исследования, рассмотрим структуру работы и обратимся к характеристике основных источников литературы.

Актуальность.

Сегодня, миллиарды людей из разных стран мира пользуются мобильной связью, а большинство обладателей смартфонов устанавливают приложения различного характера. Все эти приложения разрабатываются для устранения определенных проблем, которые могут существовать у пользователей. Одна из самых популярных, на текущее время, операционных систем для смартфонов - iOS. В рамках данной работы было успешно создано приложение для данной ОС (операционная система) семейства мобильных устройств iPhone, начиная от четвертого поколения, заканчивая седьмым. Приложение было написано на одном из самых новых языков программирования - Swift. Помимо этого, при разработке мобильного приложения и при оценке его функционирования были задействованы современные инструменты и методы анализа данных. С каждым днем набирают популярность социальные сети, зарегистрировавшихся людей становится все больше, помимо этого, метро - это самый удобный и быстрый вид общественного транспорта, поэтому, создание мобильного приложения для метро, с помощью которого можно делиться контентом с друзьями через социальные сети, добавлять свои заметки и просматривать текущие данные приложения, подгруженные с обновляемой базы данных сервера, является актуальным направлением для исследования.

Объект исследования.

Объект исследования - представление данных основной БД (базы данных) проекта НИУ ВШЭ «Разработка базы данных городской транспортной системы». Важно отметить, что в рамках проекта, студенты разрабатывали «Веб.Виджет», «Веб.Навигатор», «Веб.Поиск» и приложение для построения маршрутов в Московском метрополитене.

Предмет исследования.

Предмет исследования - мобильное приложение на платформе iOS, подразумевающее синхронизацию данных с основной БД проекта НИУ ВШЭ «Разработка базы данных городской транспортной системы».

Цель исследования.

Основная цель исследования - разработка удобного, современного и полезного приложения для всех пользователей Московского метрополитена, кто имеет мобильное устройство на платформе iOS.

Задачи исследования.

Задачи, поставленные в рамках исследования:

- изучить особенности операционной системы iOS;

- проанализировать работу современных российских и иностранных мобильных приложений для навигации в метро;

- изучить особенности Московского метрополитена;

- проанализировать современные инструменты аналитики мобильных приложений;

- изучить регламент проекта НИУ ВШЭ «Разработка базы данных городской транспортной системы»;

- проанализировать основную БД проекта «Разработка базы данных городской транспортной системы»;

- выгрузить необходимые данные из основной БД проекта «Разработка базы данных городской транспортной системы»;

- спроектировать программное обеспечение;

- загрузить данные в «public database iCloud»;

- проанализировать существующие фреймворки на iOS;

- разработать контроллеры приложения;

- определить связи между контроллерами;

- разработать дизайн приложения;

- осуществить подключение к «public database iCloud»;

- протестировать приложение самостоятельно;

- протестировать приложение на пользователях;

- провести аналитику по получившимся результатам тестирования;

- сформулировать рекомендации по совершенствованию мобильного приложения;

- сформулировать выводы по проведенному исследованию.

Методы исследования.

Анализ базы данных и оценка регламента проекта «Разработка базы данных городской транспортной системы». Сравнение функций между современными приложениями для навигации в метро в разных городах мира. Анализ операционной системы iOS. Обобщение полученных наблюдений в ходе анализа информации по теоретическим основам процесса разработки iOS приложений. Построение архитектуры сервиса. Синтез различных подходов к программированию на платформе iOS. Проведение тестирования для определения результатов работы приложения.

1. Теоретические основы процесса разработки iOS приложения для навигации в метро

1.1 Операционная система iOS

При выборе платформы для разработки мобильного сервиса, учитывалась популярность ОС и инструменты, которые предоставлены разработчикам. В связи с высокой популярностью телефонов iPhone и планшетов iPad в настоящее время, также, благодаря огромным возможностям, которые предоставляются в аккаунте разработчика на официальном сайте компании Apple, выбор остановился именно на ОС iOS.

Обратимся к статистике использования операционных систем, на основе веб трафика в 2016 году. На рисунке 1 представлена карта, с помощью которой можно определить какая из существующих ОС на мобильные устройства более популярна в зависимости от региона. Заметим, что система iOS преобладает над Android в США, Канаде, Австралии и во многих странах Европы.

Рисунок 1

В 1996 году компания Apple приобретает компанию NeXT, теперь у разработчиков появились необходимые библиотеки для разработки ОС iMac, Objective-C становится основным языком написания программ. Второго июня 2014 года компания Apple представила новый язык программирования под названием Swift. Далее, последовало быстрое расширение языка, новые учебные пособия появлялись с огромной скоростью. Компания Apple стала пропагандировать Swift, как отличный вариант для начала обучения программированию. На сегодняшний день во многих школах и университетах Соединенных Штатов Америки и Европы преподают данный язык программирования. Swift - это высокоуровневый язык, который унаследовал много принципов и библиотек от Objective C. Важно отметить, что сегодня на данном языке программирования можно написать приложения для iOS, tvOS, watchOS, macOS, то есть на все существующие платформы от компании Apple.

Хранение данных на устройствах Apple осуществляется с помощью Core Data. Перед началом разработки приложения, стало необходимым изучить все теоретические особенности Core Data. Одна из ключевых особенностей данной технологии - это принцип делегирования и замыкания циклов. При разработке приложений в Xcode, необходимо завершать цикл сильных и слабых ссылок, с помощью кода в контроллере, в основном файле делегирования и в Main Story Board. Также, говоря о Core Data, важно обратить внимание на хранение данных в SQLite, определить как создаются модели данных, изучить обработку результирующих множеств, проанализировать настройку производительности и используемой памяти, настроить управление таблицами с помощью встроенных контроллеров, обратить внимание на просмотр работы Core Data в реальных приложениях. Помимо вышеперечисленного, на официальном сайте компании Apple есть подробная справка по Core Data. В ней объясняется как осуществляется взаимодействие между сохраненной информацией в самом приложении и контекстом, как правильно завершить цикл и как спланировать потоки данных, чтобы приложение не выдавало ошибки по сохранению данных в память устройства.

Успешные компании в App Store должны быстро изучать новые технологии и внедрять их в свои продукты своевременно. Многие разработчики посещают конференцию WWDC. С помощью гибкости новых технологий, их можно с легкостью внедрять в свои продукты, к тому же, Swift позволяет сделать это еще быстрее, чем раньше. Одно из самых важных направлений данной конференции является безопасность данных. Особенно это стало актуально после создания Apple Pay, разработчики имеют право подключить фреймворк для работы с оплатой, но не могут взаимодействовать с самим отпечатком пальца. Благодаря огромному многообразию сервисов, которые представлены для разработчиков, к настоящему моменту времени, предприниматели в сфере информационных технологий, желающие начать бизнес в сфере мобильных приложений, могут сделать эффективный и современный сервис практически для любой сферы деятельности.

Операционная система iOS представляет разработчикам широкий выбор фреймворков. Важно отметить, что обязательной составляющей для успешного изучения способов и подходов к разработке мобильных приложений для ОС iOS, является изучение основной справки. В данной справке представлено большинство открытых фреймворков, предоставляется описание и примеры кода. Также, любой успешный разработчик iOS приложений должен подробно изучить типы и способы подключений к сервисам, медиа и веб порталам. Помимо этого, необходимо: изучить и определить необходимые для себя инструменты разработчика, проанализировать системные библиотеки.

В начале разработки приложения необходимо изучить информацию о технологиях ОС iOS. Компания Apple предоставляет описание самых используемых возможностей системы, дает ссылки на открытые репозитории и предоставляет справочный материал с примером кода программ, непосредственно на официальном сайте.

Отличительная особенность устройств от компании Apple - простой уникальный внешний и внутренний дизайн. Под внутренним дизайном, подразумевается операционная система, предоставление эргономичной и эстетичной информации пользователям. В связи с этим, разработчики обязаны изучать инструменты для проектирования интерфейсов, рисования иконок и страниц приложения. Актуальная информация для дизайнеров и разработчиков, а также инструкции по проектированию дизайна приложения, представлена в отдельном разделе на официальном сайте компании. Компания Apple предоставляет коллекцию видео по дизайну с конференции WWDC и с отдельных выступлений сотрудников Apple. При разработке приложения, важно точно определить семейство используемых шрифтов. В больших приложениях разработчики вынуждены просматривать огромные встроенные каталоги шрифтов, поэтому для ускорения данного процесса, появились удобные инструменты со списком шрифтов и соответствующей им версии системы. Ежегодно, множество компаний, отдельных разработчиков и студентов принимают участие в Apple Design Awards.

При разработке приложения iOS, необходимо подробно изучить раздел официального сайта компании Apple под названием «iOS Human Interface Guidelines». В данном разделе подробно рассмотрены все возможные составляющие приложения. Определены основные принципы дизайна, предоставляется информация по последней версии операционной системы iOS, указано какие типы контроллеров должны быть обязательно задействованы в любом приложении. Следующий важный момент - это взаимодействие пользователя с приложением. То есть, как и что будет нажимать обладатель iPhone, чтобы совершилось какое-то определенное действие. В связи с этим, в данном разделе предоставляется информация по 3D Touch, по жестам, по идентификации с помощью отпечатка пальца и другие. В данном подразделе представлена информация о том, как должна быть представлена данная технология в привычном для пользователя формате. Также, представлена информация о последних крупных технологиях. К примеру, возможность взаимодействия с двумя экранами, рисунок 2. Помимо этого, прописано как правильно использовать уведомления и встраивать их в свои приложения. Постоянно обновляется страничка с данными по технологии Siri. В последнее время, компания Apple активно развивает телевизионную приставку Apple TV, и предоставляет разработчикам множество возможностей по интеграции с приложением на мобильном телефоне. Также, помимо вышеперечисленного, в разделе «iOS Human Interface Guidelines» широко представлено описание UI Bars, UI Views, UI Controls и других важных составляющих мобильного интерфейса.

Рисунок 2

В данном разделе мы рассмотрели основные особенности операционной системы iOS. Рассмотрели необходимые данные для осуществления успешной разработки мобильного сервиса. Помимо технических особенностей, уделили внимание дизайну страниц и интерфейсов. Огромное количество справочных материалов по ОС iOS и широкие возможности языка Swift, помогут в дальнейшем исследовании.

1.2 Современные иностранные сервисы для навигации в метро

В данном пункте, рассмотрим приложения метро для города Нью-Йорка, под названием «NYC Subway» и приложение для Лондона, под названием «Tube Map». В конце раздела сделаем выводы и определим, какие составляющие необходимы для нашего приложения.

Рассмотрим приложение «NYC Subway». На рисунке 3 представлена приветственная страница.

Рисунок 3

На рисунке 4 представлена страница входа в приложение. На странице размещена реклама. Пользователи могут просмотреть карту метро.

Рисунок 4

На рисунке 5, можем увидеть, что пользователю предоставлен список всех станций города.



Рисунок 5

На рисунке 6 представлен скриншот с информацией по конкретной станции. Также, можем заметить, что реклама встроена во все страницы приложения.

Рисунок 6

На рисунке 7 представлен скриншот с дополнительными возможностями приложения. Важно отметить, что на данной странице предоставляются ссылки в App Store на другие приложения для навигации в метро по других городам Соединенных Штатов Америки.

Рисунок 7

На рисунке 8 представлена возможность построения маршрутов в приложении.

Рисунок 8

Рассмотрим следующее приложение для навигации в метро города Лондона, под названием «Tube Map». На рисунке 9 представлена приветственная страница.

Рисунок 9

На рисунке 10 представлен скриншот со страницей карты метро города Лондона, в дневном режиме.

Рисунок 10

На рисунке 11 представлен скриншот со страницей карты метро города Лондона, в ночном режиме.

Рисунок 11

На рисунке 12 представлен скриншот со страницей карты поездов, определены переходы со станций метро на поезда и электрички.

Рисунок 12

На рисунке 13 представлен скриншот с информацией по другим функциям приложения.



Рисунок 13

Рассмотрев приложения метро для города Ньй-Йорка «NYC Subway» и приложение для Лондона «Tube Map», можем сделать несколько выводов. Во-первых, в каждом из данных приложений были представлены приветственные страницы, поэтому в нашем приложении, также, будет задействована данная технология переключения страниц при первом использовании приложения. Во-вторых, в том и другом приложении предоставляется список станций, с необходимой информацией по каждой. В-третьих, представлены карты метро. В-четвертых, пользователи могут воспользоваться функцией поиска. Следовательно, в разрабатываемое приложение будет добавлены следующие возможности: приветственная страница, карта метро, список станций и возможность поиска информации по массиву данных в Table View, то есть по таблице в контроллере.

В данном разделе мы рассмотрели современные иностранные приложения для навигации в метро. Определили основные характеристики приложения, выделили одинаковые возможности сервисов и определили какие функции могут быть добавлены в разрабатываемое приложение.

1.3 Московский метрополитен

Историческая справка.

Пятнадцатого июня 1931 года ЦК ВКП(б) принял решение о сооружении метро в Москве. Пятнадцатого мая 1935 года произошло открытие первой линии метрополитена, от станции «Сокольники» до станции «Парк Культуры», также, в этот же день открылось ответвление от «Охотного Ряда» до станции «Смоленская». После этого открылся участок от «Смоленской» до «Киевской», далее, была построена центральная часть зеленой ветки, далее, протяженностью 7.1 км, была достроена часть синий ветки в восточном направлении, до станции «Измайловская». Первого января 1950 года принят в эксплуатацию первый участок Кольцевой линии от станции «Курская» до «Парка Культуры», протяженность составила 6.4 км. В последующие годы Московский метрополитен продолжал строится быстрыми темпами. Важно событие для метро города Москвы произошло 5 ноября 1990 года, когда было переименовано множество станций, к примеру, «Кировская» была переименована в «Чистые Пруды», «Дзержинская» была переименована в «Лубянка», «Площадь Свердлова» в «Театральная», «Проспект Маркса» в «Охотный Ряд», «Горьковская» в «Тверская», «Калининская» в «Александровский Сад». Двадцатого ноября 2004 года была начата перевозка пассажиров по Монорельсовой транспортной системе в экскурсионном режиме, граждане могли зайти на станции «Улица Сергея Эйзенштейна» и выйти на «Тимирязевской». На рисунке 14 представлено изображение с Монорельсовой транспортной системой города Москвы.

Рисунок 14

Что касается современного метро, десятого сентября 2016 года состоялось открытие МЦК (Московского Центрального Кольца). По последним данным с официального сайта Московского метрополитена, на сегодня (01.05.17) существует 206 станций в Московском метро, плюс 6 станций Монорельса, плюс 31 станция МЦК, итого 253 станции. На рисунке 15 представлена современная карта Московского метрополитена.

Рисунок 15

В настоящее время, в Московском метрополитене проходит множество организованных событий, театральных постановок, музыкальных выступлений и экскурсий, для того, чтобы узнать о мероприятиях жители города Москвы и гости столицы могут посетить официальный сайт метрополитена «mosmetro.ru». На рисунке 16 представлен скриншот данного сайта. Заметим, что пользователю предоставляется огромное количество развлекательного контента, а также, различные возможности для навигации в Московском метрополитене.



Рисунок 16

В данной части работы мы рассмотрели историческую справку по Московскому метрополитену, определили ее текущее состояние и рассмотрели официальный сайт метро города Москвы. Рассмотрев данный сайт, можем сделать несколько выводов. Пользователям интересно узнавать про события и развлечения, которые могут проходить в Московском метрополитене. Также, пользователи сайта, помимо построения маршрута и просмотра карты, могут найти для себя интересную информацию, то есть, могут активно взаимодействовать с сайтом с помощью различных предоставленных им функциям. Для дальнейшего исследования и определения функций, которые будут разработаны в приложении, рассмотрим существующие приложения для навигации в Московском метро.

Существующие приложения для навигации в Московском метрополитене.

На сегодняшний день есть три приложения по московскому метро в App Store, которые можно найти через запрос «метро Москва». Самое популярное из них - это приложение для навигации в метро от компании Яндекс. На рисунке 17 представлен скриншот со страницей данного приложения. Пользователи приложения могут построить маршрут предстоящей поездки и узнать сколько это займет времени. Также, есть возможность выбора маршрутов, пользователь может самостоятельно решить, какой из альтернативных путей ему подходит в большей мере. Помимо этого, пользователи приложения могут пополнить свою карту «Тройка», нажав на кнопку с изображением знака рубля.

Рисунок 17

Далее, рассмотрим следующее приложение для навигации в Московском метро, под названием «Metropolitan». На рисунке 18 представлен скриншот со страницей данного приложения. Пользователи приложения могут построить маршрут предстоящей поездки и узнать сколько это займет времени. Основное отличие от предыдущего, состоит в том, что с помощью приложения Яндекса можно пополнять свою карту и в приложении представлены несколько городов, в отличии от «Metropolitan», в котором пользователи могут ориентироваться только по Московскому метрополитену.



Рисунок 18

Рассмотрим приложение «Метро Москвы», это официальное приложение Московского метрополитена. Сравним возможности приложения и сайта. Обратимся к рисунку 19, на котором представлен скриншот стартовой страницы данного приложения. Пользователи могут взаимодействовать с приложением парковок, просматривать карту, строить маршруты, могут пополнять проездную карту «Тройка», могут просмотреть карту города Москвы с отметками метро, а также, пользователи могут получать уведомления о новостях. К примеру, если закрывается станция на выходные дни, приложение уведомит пользователя об этом, важно отметить, что данную функцию можно активировать непосредственно через приложение. У приложения от компании Яндекс, можно также получать уведомления о событиях в метро, но данная функция регулируется через стандартные настройки.



Рисунок 19

Рассмотрев существующие приложения для навигации в Московском метрополитене, можно сделать несколько выводов. Во-первых, пользователи всегда должны иметь доступ к карте метро. Во-вторых, пользователям необходимо предоставить интересный контент или дополнительные возможности по добавлению собственного.

Проанализировав иностранные приложения для навигации по метро Лондона и Нью-Йорка, а также, рассмотрев существующие программы для ОС iOS для навигации в Московском метрополитене, можем определить какие функции должно содержать разрабатываемое приложение. Самое главное, это обеспечить доступ пользователя к карте Московского метрополитена. Также, важно предоставить возможность для внесение своего контента в приложение, эта функция и станет отличительной особенностью. Помимо этого, важно предоставить пользователю ограниченный круг функций, не перегружать приложение контентом или возможностями по добавлению в него своих данных. После разработки приложения, станет необходимым протестировать приложение, следовательно, необходимо определить какие инструменты актуальны на сегодняшнее время, поэтому в следующей части работы рассмотрим инструменты для анализа приложений.

1.4 Инструменты для анализа приложений

Для того, чтобы осуществить тестирование и провести оценку разработанного приложения, необходимо определить используемые инструменты.

На сегодняшний день, разработчик может использовать огромное количество современных инструментов для оценки работы своего приложения и его продвижения. Существуют различные группы: инструменты для исследования рынка, макетирование и прототипирование, демо-инструменты, инструменты для работы с коллекциями UI элементов, инструменты для локализации приложений, тестирование для проверки высвобождения памяти, встроенные системы аналитики мобильных приложений, аналитика рынка, инструменты для оценки уведомлений, оптимизация в App Store, инструменты для загрузок и отслеживания дохода и другие.

Один из самых популярных сервисов сегодня - «FireBase.com». Данный портал предоставляет разработчикам сервер для хранения своих данных, естественно, что для хранения большого объема данных данная услуга предоставляется на платной основе. Помимо этого, данная система предоставляет API и работает с большинством современных ОС для мобильных устройств. Разработчики могут настроить аккаунт своего приложения, могут хранить данные по каждому из пользователей и могут анализировать данные по его взаимодействию с приложением. Помимо этого, система предоставляет подробный отчет о сбоях программы или ошибки в запросах данных к основной базе данных сервера. В ходе анализа данного инструмента был создан тестовый проект и было осуществлено подключение через API. Была создана страница входа для пользователя и зарегистрирован тестовый пользователь. На рисунке 20 представлен скриншот со страницей аналитики тестового приложения с созданием страницы регистрации.

Рисунок 20

Данная система предоставляет широкий круг возможностей для разработчиков, которые загрузили свои приложения на App Store. Можно проанализировать показатели по доходу, по моделям и видам ОС устройств пользователей. Также, можно проанализировать демографические данные: пол, возраст. Можно отследить местоположение подключения к приложению. Можно изучить какое время пользователь потратил на ту или иную страницу приложения. Также, данный сервис предусматривает настройку своих собственных параметров для аналитики. В связи с тем, что разрабатываемое нами приложение предусматривает исследовательский характер, оно не будет выгружено в App Store, поэтому необходимо искать сторонние инструменты для аналитики приложения.

Самый популярный инструмент для аналитики приложений на ОС iOS - «App Analytics». С помощью данного сервиса, разработчики, имеющие оплаченную лицензию разработчика компании Apple, могут воспользоваться данным инструментом. На рисунке 21 представлен вид «App Analytics». Важно отметить, что данный сервис полезен разработчикам, которые уже сделали предварительное тестирование на пользователях и загрузили свое приложение в App Store.

Рисунок 21

Следовательно, рассмотрев самые популярные инструменты для аналитики, перейдем непосредственно к нашему приложению. Для того, чтобы иметь доступ к современным инструментам разработки приложений для ОС iOS, необходимо зарегистрироваться как официальный разработчик и приобрести лицензию. После покупки лицензии на индивидуальную разработку приложений, появляется возможность подключать новые сервисы к своим контроллерам. То есть, с данной лицензией разработчики могут расширить свое приложение готовыми решениями от компании Apple, такими как iCloud, Apple Pay и другие. На рисунке 22 представлен скриншот с основной страницы аккаунта разработчика.



Рисунок 22

После изучения возможностей аккаунта разработчика, было решено использовать сервис iCloud. На рисунке 23 представлен скриншот данного сервиса.

Рисунок 23

В сервисе iCloud были созданы две тестовые сущности для нашей программы. С помощью сущности «Station» осуществляется заполнение списка станций, сущность «User» хранит информацию по пользователям. Данный инструмент предоставляет широкие возможности про хранению открытых и приватных данных, а также обеспечивает разработчику современные функции для аналитики. Благодаря данному сервису, можем проанализировать работу приложения, после осуществления тестирования на пользователях сервиса для навигации по Московскому метрополитену.

Для того, чтобы оценить приложение и удостовериться в правильности подобранных функций, было решено воспользоваться современным инструментом для создания опросов. Один из самых популярных инструментов в этой области - «Typeform». На рисунке 24 представлен скриншот с темами опроса, которыми может воспользоваться пользователь. После разработки приложения, предоставим группе пользователей созданный нами опрос, для оценки работы разработанного приложения. В связи с тем, что приложение не будет загружено в App Store во время исследования, было принято решение определить конкретную группу людей для тестирования и предоставить им право доступа к приложению, данная функция возможна благодаря аккаунту разработчика.

Рисунок 24

В данном пункте были рассмотрены современные инструменты для анализа мобильных приложений. В ходе поиска инструментов, было принято решение остановится на двух сервисах: iCloud, Typeform. После того, как приложение будет разработано, протестируем его на пользователях, рассмотрим получившиеся показатели и сделаем необходимые выводы для дальнейшего совершенствования.

Выводы: в данной главе были рассмотрены теоретические основы процесса разработки iOS приложения для навигации в Московском метрополитене. Проведен анализ операционной системы iOS, выявлены характерные особенности, которые необходимо учесть при дальнейшем исследовании. Рассмотрены современные иностранные сервисы для навигации в метро городов Ньй-Йорка и Лондона, сделаны выводы по важным функциям, которые должны быть предусмотрены в разрабатываемом нами приложении. Приведен краткий обзор истории Московского метрополитена и определено текущее состояние метро в Москве. Проанализированы существующие приложения для навигации в Московском метрополитене, сделаны выводы по важным функциям, которые должны быть предусмотрены в разрабатываемом нами приложении. Проанализированы современные инструменты для анализа работы приложения, определены сервисы для проведения дальнейшего исследования.

2. Разработка мобильного приложения «Liniospace»

2.1 Проект «Разработка базы данных городской транспортной системы»

Для проведения дальнейшего исследования, стало необходимым изучить основную БД проекта «Разработка базы данных городской транспортной системы».

В первую очередь был рассмотрен регламент данного проекта. Отметим основные особенности регламента и выделим ключевые моменты. Данный регламент предоставляет студентам 1-3 курса бакалавриата организационные и технические правила. Важным элементом проекта является отчетность. Каждый участник проекта обязан заполнять отчет по определенному шаблону, должен указывать данные по задаче и ее номеру, по дате начала и дате завершения работы над задачей, а также, преподаватель указывает крайний срок выполнения по каждой задаче и в онлайн режиме отображается статус завершенности работы. В связи с тем, что регламент предусматривает взаимодействие участников онлайн, данные таблицы с результатами выполненных задач, хранятся в облачных решениях. Данный проект предусматривает наличие ответственных лиц за наполнение контента для будущих программ и сайтов проекта. Участники разбиваются на команды и фотографируют все станции метро и соответствующие переходы между станциями. Далее, после завершения данной части работы, участники проекта должны были внести необходимые данные в БД проекта. Заполнялись следующие поля: код станции, название станции, наименование объекта, название файла фотографии, размер, ширина изображения, высота изображения, тип файла. Все материалы должны были быть загружены в каталог «OneDrive». Также, важно отметить, что в данном регламенте строго определены правила для сбора контента. То есть, прописаны требования к загружаемым файлам, к примеру, необходимо контролировать светочувствительность камеры, осуществлять съемку строго с функцией отслеживания горизонта, снимать без искажения перспективы. Предусматривается только горизонтальная съемка. После осуществления съемок по определенной станции, фотографии проверяются ответственными лицами и только после этого загружаются в базу данных.

В ходе работы над проектом студенты разработали крупную БД с определенным набором данных по каждой станции Московского метрополитена. На рисунке 25 представлена диаграмма сущностей, которые были выбраны в ходе анализа базы данных.

Рисунок 25

На рисунке 26 представлен запрос в БД, с помощью которого получили необходимые данные по Московскому метро, а точнее: номер ветки, название ветки, номер станции, название станции. В результате, получили файл Excel, с соответствующими запросу полями.

Рисунок 26

В данной пункте работы мы рассмотрели основные особенности проекта «Разработка базы данных городской транспортной системы», рассмотрели необходимые для исследования требования в регламенте, проанализировали основную БД проекта, сделали запрос, выгрузили необходимые данные для осуществления синхронизации базы данных проекта и открытой БД iCloud. Важно отметить, что данное решение о синхронизации было принято по двум причинам. Во-первых, у настоящего проекта отсутствует API, с помощью которого можно было бы осуществить подключение к серверу. Во-вторых, для уменьшения занимаемой памяти мобильного устройства приложением, было принято решение выгрузить полученные данные на открытую БД iCloud. Также, благодаря инструменту iCloud, сможем провести анализ работы приложения, после проведения тестирования.

2.2 Проектирование программного обеспечения

Диаграмма вариантов использования.

Перед началом разработки программы непосредственно в IDE, было принято решение построить диаграмму вариантов использования и диаграмму классов. В данном пункте работы, рассмотрим диаграмму вариантов использования.

Данный вид диаграмм описывает взаимоотношения и зависимости между группами вариантов использования и действующими лицами, которые участвуют в процессе. Проектируемая система представляется в виде множества актеров и сущностей, при этом не упоминается как реализовано взаимодействие актера с системой. На рисунке 27 представлена диаграмма вариантов использования, которая была разработана в процессе исследования. Проектирование данной диаграммы, было осуществлено с соблюдением правил графического языка для визуализации UML.



Рисунок 27

Проанализируем получившуюся диаграмму. Во-первых, в нашей системе подразумевается два действующих лица, это пользователь приложения и разработчик. Пользователь может использовать все имеющееся функции приложения, разработчик должен предоставлять контент. Пользователь может: создать заметку, просмотреть заметки, просмотреть карту Московского метрополитена, просмотреть список существующих станций, просмотреть информацию о приложении. Для того, чтобы совершились вышеперечисленные события, пользователь должен сделать определенные действия. Для того, чтобы создать заметку пользователь должен нажать на плюс на странице входа. Чтобы просмотреть заметку, пользователь должен воспользоваться таб-баром приложения, и зайти на соответствующую страницу. Важно отметить о расширениях для просмотра заметки, пользователь может просмотреть заметку подробнее, может поделиться заметкой в социальных сетях, может удалить заметку, пользователь может найти заметку через функцию поиска. Для того, чтобы просмотреть карту Московского метрополитена и просмотреть список существующих станций, пользователь должен выбрать соответствующие страницы через таб-бар приложения. В данном контексте, в этих двух сущностях, помимо пользователя, с приложением взаимодействует и второй актер. Разработчик загружает новые данные в приложение и новые данные в iCloud. В связи с тем, что хранение информации в самом приложении подразумевает моментальное загрузку контента, а карта является одной из ключевых страниц приложения, поэтому было принято решение загрузить карту непосредственно в само приложение. В свою очередь, список станций будет загружаться через iCloud, для того, чтобы приложение занимало меньше памяти на мобильном устройстве. Чтобы просмотреть информацию о приложении, пользователь должен зайти через таб-бар на соответствующую страницу, также, имеется расширение с возможностью просмотра страницы проекта через само приложение.

В данном разделе, проанализировали спроектированную диаграмму вариантов использования, определили какие есть сущности и актеры, уделили внимания расширениям. В следующем пункте работы будет рассмотрена диаграмма классов.

Диаграмма классов

Диаграмма классов демонстрирует классы системы, свойства классов и методы класса, также, показывает связи между классами, типы свойств и методов. Существуют различные точки зрения по построению диаграммы классов с соблюдением правил графического языка UML. В нашем случае, используется реализационная точка зрения, то есть описываются те классы, свойства и методы, которые непосредственно отражены в самом программном коде. На рисунке 28 представлена диаграмма классов разрабатываемого приложения.



Рисунок 28

С помощью данной диаграммы, можно рассмотреть состав классов разрабатываемого приложения, проанализировать свойства и методы соответствующих классов. На данной диаграмме представлено 13 классов, с подробным описанием свойств и методов.

Проанализируем данную диаграмму. В связи с тем, что Xcode предоставляет возможность работы с Core Data в индивидуальном порядке, либо с настройками по умолчанию, в разрабатываемом нами приложении, пропишем контекст подключения к данным самостоятельно. В связи с этим, в классе «AppDelegate», будем приводить тип контекста к «CoreDataStack», поэтому данные классы имеют связь типа «Зависимость». Данная связь характеризуется как слабая форма отношения использования, при этом изменение в одном влечет изменения в другом классе, обратное же не свойственно. В разрабатываемом приложении планируется множество страниц табличного вида с ячейками. Для того, чтобы сделать собственные настройки ячейки, расположить в ячейках данные и изображения, необходимо создавать отдельный класс для ячеек по каждой таблице. Поэтому, в методах с выбором ячейки, необходимо приводить ячейки по умолчанию к определенному типу. На диаграмме классов, можем заметить следующие связи: «NoteTableViewController» и «NoteTableViewCell», «AboutTableViewController» и «WebViewController», «ContentViewController» и «PageViewController», «DetailNoteViewController» и «DetailNoteTableViewCell». Также, с помощью диаграммы можно рассмотреть методы и свойства всех классов, оценить объем классов, с точки зрения количества функций. К примеру, самый большой класс по количеству методов - «NoteTableViewController». Это основной класс приложения, с помощью которого, осуществляется хранение старых заметок, создаются новые, заметки могут быть удалены, заметки могут быть отправлены друзьям через социальные сети, заметки могут быть найдены, благодаря функции поиска.

В данном пункте работы, была рассмотрена диаграмма классов, проанализированы связи и рассмотрены особенности данной диаграммы. В следующей части работы рассмотрим работу iCloud.

2.3 Хранение данных в iCloud

После анализа существующих инструментов для аналитики приложений было принято решение воспользоваться iCloud. С помощью данного сервиса, разработчики могут проводить аналитику приложений и хранить свои данные в открытой базе данных iCloud. Помимо этого, можно настроить свои собственные показатели для оценки эффективности работы приложения, можно управлять учетными записями и создавать гибкую БД для хранения необходимых файлов вне приложения.

На первом этапе работы с данным сервисом, в тестовом режиме были загружены данные по трем станциям метро, информация по которым, была выгружена из основной БД проекта «Разработка базы данных городской транспортной системы». На рисунке 29 представлен скриншот со страницей, на которой изображены две сущности: пользователь, станция. Важно отметить, что данный сервис предоставляет возможность создания полей с указанием типов данных.



Рисунок 29

На рисунке 30 представлены данные из сущности «Station», которые были загружены из основной БД проекта «Разработка базы данных городской транспортной системы».

Рисунок 30

На рисунке 30 представлен интерфейс системы iCloud, загрузка каждой записи в приложение осуществляется с помощью идентификатора «Record Name». После загрузки новой порции данных в данную систему, она автоматически загружается в приложениях пользователей.

В данном пункте работы было рассмотрено хранение данных в iCloud. В дальнейшем исследовании с помощью данного сервиса будет проведена аналитика работы приложения.

2.4 Фреймворки приложения

На сегодняшний день существует два основных фреймворка для разработчиков Apple, в которых содержится большинство методов и свойств, необходимых для разработки приложения. Всегда, первые шаги по разработке начинаются с использования данных фреймворков: «Foundation», «UIKit».

Помимо основных библиотек, при разработке приложения будут задействованы следующие фреймворки: «CoreImage», «CloudKit», «CoreData», «NotificationCenter», «PhotosUI», «WebKit».

На сегодняшний день, многие разработчики пользуются инструментами, которые позволяют создавать свою библиотеку, опираясь на определенный шаблон. Одним из примеров такого инструмента является «iOS universal framework». Такие библиотеки разрабатываются компаниями, для того чтобы сделать свое приложение более гибким и быстрым. Как правило, такие шаблоны эффективны и могут сократить время разработки фреймворка в несколько раз. Такой вид инструмента актуален для приложений с огромной аудиторией, к примеру, мобильное приложение социальной сети «Facebook», либо мобильное приложение «Instagram».

В данном пункте работы, были рассмотрены основные фреймворки, а также определены дополнительные необходимые библиотеки, которые будут использованы при разработке приложения.

2.5 Дизайн основной иконки приложения

Разрабатывая приложение на платформу iOS, важно уделить особое внимание дизайну основной иконки приложения. Как правило, дизайнеры пользуются программами «Adobe Photoshop» или «Sketch». В рамках исследования было принято решение воспользоваться программой под названием «Sketch».

Приложение «Sketch» на macOS позволяет создавать шаблоны страниц приложения, а также иконки приложения. Одно из основных правил при проектировании дизайна иконки - простота. Не стоит ставить фотографии на задний план иконки, не надо использовать нечитаемые шрифты. Через иконку пользователь должен понять для чего служит это приложение, так как перед этапом использования сервиса, пользователь скачивает его через App Store [33] и может рассмотреть только иконку.

В ходе исследования было нарисовано несколько вариантов иконок, финальная иконка была выбрана совместно с руководителем данной работы. Первый, второй, третий и четвертый вариант иконок представлен на рисунке 31, финальный вариант иконки представлен на рисунке 32.

Рисунок 31



Рисунок 32

В данном пункте работы был рассмотрен дизайн основной иконки приложения, рисунок 32. Также, определены требования к дизайну иконок для приложений iOS. Помимо этого, были рассмотрены другие варианты иконок, которые были разработаны в течении исследования.

2.6 Обзор мобильного приложения «LinioSpace» в Xcode

Название разрабатываемого приложения - «LinioSpace». Данное именование сервиса для навигации в метро было придумано научным руководителем работы. После анализа существующих конкурентов, после анализа основной БД проекта, после выгрузки данных, после загрузки данных в iCloud, после проектирования программного обеспечения через диаграмму вариантов использования и диаграмму классов, после выбора необходимых фреймворков, после завершения дизайна основной иконки, приступили к разработке приложения.

На начальных этапах разработки были сформулированы основные идеи по приложению, определено, что там должно быть, чем приложение будет отличаться от существующих конкурентов. И было определено, что приложение «LinioSpace» должно предусматривать возможность загружать свои данные в приложение, делиться контентом с друзьями, но при этом, должны быть сохранены такие разделы, как карта метро и информация о компании-производителе приложения.

На рисунке 33 представлен «Main.storyboard». С помощью данного рисунка, можно ознакомиться со страницами приложения, а также, с названием контроллеров и других сопутствующих файлов. В левой части экрана представлены данные контроллеры, перечислим некоторые из них: добавление новых станций, заметки, детальная информация по заметкам, приветственный контроллер, загружаемые данные с сервера, «navigation bar» и «tab bar», список станций московского метро, карта московского метрополитена, веб контроллер и информация о нас.

Рисунок 33

На рисунке 34 представлены файлы проекта (слева) и «Capabilities», важно отметь, что в рамках нашего исследования используется подключение к iCloud, которое можно осуществить только если у разработчика есть официальный аккаунт с оплаченной лицензией. После подключения к сервису, разработчик может использовать то пространство облака, которое имеется у него в наличии, в зависимости от подписки.



Рисунок 34

На рисунке 35 представлен файл «LinioSpace.entitlements», который отражает факт того, что данные могут быть успешно загружены в приложение с открытой базы данных.

Рисунок 35

На рисунке 36 представлен файл «LinioSpace.xcdatamodeld». Который содержит в себе сущность «Station», в которой хранятся данные с заметок, которые может создавать пользователь.



Рисунок 36

На рисунке 37 представлен файл «AppDelegate». С помощью данного файла, осуществляется настройка «navigation bar» и «tab bar», а также, осуществляется подключение к Core Data через контекст. Также, «AppDelegate» предусматривает возможность управление статус баром.

Рисунок 37

На рисунке 38 представлен файл «CoreDataStack», в котором хранятся команды для подключения Core Data, данный файл вызывается в «AppDelegate».

Рисунок 38

На рисунке 39 представлен файл «Info.plist», с помощью которого можно проводить настройку подключения дополнительных сервисов, а также работу с необходимыми файлами других приложений на устройстве.

Рисунок 39

На рисунке 40 представлены изображения. Можно заметить, что «AppIcon» заполнен для двух универсальных иконок, для iOS 7 - iOS 10.

Рисунок 40

На рисунке 41 представлен файл «ListTableViewController», в котором осуществляется подключение к iCloud и выгрузка данных в одну из таблиц приложения. Заполнение ячейки происходит с помощью метода «override func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell». Создается ячейка и подключаются соответствующие поля из открытой базы данных, и возвращается ячейка, не создается отдельный класс для ячейки, поэтому процесс приведения к определенному классу нам не понадобился, в следствие чего, используем стандартные свойства и методы для организации ячейки.



Рисунок 41

На рисунке 42 представлен контроллер заметок, важно отметить, что для реализации функции поиска стало необходимым подписаться на определенные протоколы и замкнуть цикл в «override func viewDidLoad()».

Подписание под протоколы: class NoteTableViewController: UITableViewController, NSFetchedResultsControllerDelegate, UISearchResultsUpdating.

Рисунок 42

На рисунке 43 представлен контроллер с информацией о нас. На данном рисунке можем рассмотреть массивы, что подгружается в первую очередь при загрузке страницы, какие есть секции на листе. То есть, один раздел подразумевает переход по ссылке и загрузку контента непосредственно в приложении, а другой раздел предусматривает только хранение информации.

Рисунок 43

смартфон мобильный навигация программный

На рисунке 44 представлен контроллер ознакомительных страниц, создана отдельная папка для контента, то есть наполнителя данных страниц и сам контроллер для переключения и для выхода на основной экран приложения.

Рисунок 44

На рисунке 45 представлен контроллер для создания новых заметок в Core Data, можно рассмотреть загрузку данных в память на кнопке сохранения, создается действие по сохранению и данные загружаются через контекст.

Рисунок 45

На рисунке 46 представлен контроллер с детальным просмотром заметок, которые сохранил пользователь ранее. Создана отдельная папка, для того чтобы расположить данные в удобном формате, предусматривается отдельный файл с ячейкой, в которой, с помощью «Main.storyboard», осуществляется проектирование дизайна заполняемых ячеек.



Рисунок 46

На рисунке 47 представлен пример «Constraints», с помощью которых объекты страницы могут быть зафиксированы относительно сторон экрана, для того чтобы приложение могло было функционировать на нескольких поколениях iPhone. Также, важно отметь, что с помощью «Constraints», устанавливаются автоматические параметры для подбора высоты ячеек, в зависимости от наполнения.

Рисунок 47

В данном разделе были рассмотрены основные файлы приложения, проанализировано несколько методов и свойств, а также, проанализированы важные технические особенности приложения.

В данной главе был рассмотрен процесс разработки мобильного приложения «LinioSpace». Проанализирован регламент проекта «Разработка базы данных городской транспортной системы», рассмотрена основная БД проекта, определены данные для синхронизации с iCloud. Далее, были составлены и проанализированы диаграмма вариантов использования и диаграмма классов. Далее, приведен обзор сервиса iCloud и описан пример хранения данных. Также, определены необходимые для исследования фреймворки. Проанализирован процесс дизайна иконки приложения. В последнем разделе главы было рассмотрено мобильное приложение «LinioSpace» в Xcode. Проведен обзор основных файлов, описаны ключевые особенности приложения.

3. Результаты разработки мобильного приложения «LinioSpace»

3.1 Запуск мобильного приложения «LinioSpace»

В данном разделе запустим разработанное приложение «LinioSpace», рассмотрим все существующие функции, проанализируем его работу через мобильное устройство iPhone 6. Важно отметить, что Xcode позволяет тестировать приложения через симулятор, но было принято решение осуществить тестирование на реальном устройстве.

На рисунке 48 представлен скриншот экрана телефона с загруженным приложением на него. Заметим, что иконка приложения загрузилась и представлена в должном виде.

Рисунок 48

На рисунке 49 представлен скриншот с приветственной страницей. Когда пользователь впервые входит в приложение, ему предоставляется информация о данном сервисе. Из приветственного экрана можем увидеть какие функции доступны. Пользователь может просматривать фотографии, через существующий список, может создавать заметки, может делиться контентом с друзьями, может просматривать актуальную карту Московского метрополитена.

Рисунок 49

На рисунке 50 представлен следующий приветственный экран. После нажатия на кнопку запуск, пользователь сможет начать использовать приложение.

Рисунок 50

На рисунке 51 представлена страница входа в приложение, пользователь попадает на страницу с заметками. На данном рисунке можем увидеть большинство функций, которые представлены в данном приложении. Рассмотрим таб-бар. Пользователь может передвигаться по страницам приложения, выбирая соответствующую страницу через кнопки таб-бара, выбранная кнопка подсвечена светлым тоном. Находясь на данной странице, пользователь может создать новую заметку, либо перейти на другую страницу приложения.

Рисунок 51

На рисунке 52 представлена страница с добавлением новой заметки. Пользователь должен указать город, название станции, дополнительную информацию и добавить фотографию к заметке.



Рисунок 52

На рисунке 53 представлен скриншот с заполненными полями и загруженной фотографией из библиотеки, важно отметить, что пользователь может использовать изображение из телефона, либо может сделать снимок с помощью камеры.

Рисунок 53

На рисунке 54 представлен результат добавления новой заметки в приложение.



Рисунок 54

На рисунке 55 представлен скриншот со страницей подробной информации по заметке. Если пользователь введет много дополнительных данных по станции, то просмотреть данную информацию можно будет с помощью страницы с подробной информацией.

Рисунок 55

На рисунке 56 представлена страница с заполненными заметками метро по разным городам мира.

Рисунок 56

На рисунке 57 представлены результаты поиска по букве «L». Пользователь сможет найти в большом списке заметок необходимые для него данные.

Рисунок 57

На рисунке 58 представлены функция удаления и возможность делиться контентом с друзьями через социальные сети.

...